振音式声光联合驱鸟器在北京通州电网的探索应用与成效分析

2022-01-04张鹏程

山西电力 2021年6期

张楠，郭凯，张鹏程

（国网北京通州供电公司，北京101100）

0 引言

鸟害是造成配电架空线路故障的主要原因之一，北京地区危害配电网的主要鸟种是喜鹊，喜鹊在架空线路横担上搭窝筑巢，极易造成单相或相间短路，严重影响线路运行可靠性，在春季时尤其严重。现有研究主要探讨了鸟害的成因及各种传统驱鸟器的对比。文献[1]研究了10 kV配电线路的多种鸟害防治措施，文献[2]分析了各种鸟害的统计数据。近年来，各地供电公司尝试了多种驱鸟措施，但大部分措施存在造价高、维护困难等特点，驱鸟效果不是很理想。本文通过分析影响驱鸟效果的各种因素，调研现有驱鸟器的现场应用情况，设计了一种振音式声光联合型风车式驱鸟器，并在北京地区鸟害较严重的区域进行了试用，证明了声光联合型风车式驱鸟器在鸟害防治中的效果，为线路安全运行提供了保障。

1 驱鸟效果影响因素分析

经过查阅大量鸟类学著作及配电网鸟害防治的相关文献，了解了喜鹊等鸟类的生活习性，归纳了以下几个影响驱鸟器效果的因素。

a）声音。鸟类惧怕自己的天敌发出的声音，老鹰之类的猛禽发出的叫声对普通鸟类很有震慑力，鞭炮声、铃铛声、枪声等声音也都具有很好的驱鸟作用。除此之外，研究表明频率在12～25 kHz之间的超声波会影响鸟类的神经系统，使鸟类无法正常生活。

b）颜色。研究证明大部分鸟类惧怕红色、橘红色或者蓝红相间的设置，这是鸟类天生的习性。

c）反光。鸟类会把反光或者在树林中突然出现的强光当成潜在威胁，鸟类如果在反光里看见自己的影子会以为是天敌。因此，通过镜面对阳光的反射可以达到驱鸟的目的。

d）运动。大部分鸟会把运动着的物体看作威胁，从而会主动远离运动着的物体。因此，通过风力旋转的驱鸟设备可达到驱鸟的目的。

2 传统驱鸟器的特点及应用

a）风力驱鸟器。目前应用较多的驱鸟器为风力驱鸟器[3]，其结构如图1所示。风力驱鸟器加有镜面反光物质，通过风力使得驱鸟器转动，达到驱鸟的目的。此种驱鸟装置结构简单，成本低廉，安装方便，有利于大面积安装，但是在实际使用中发现，此种驱鸟器长时间使用会使鸟类产生适应性，出现在已安装驱鸟器的横担上鸟重复筑巢的情况，驱鸟效果逐渐减弱。

图1 风力驱鸟器

b）防鸟刺。防鸟刺的结构如图2所示。原理是利用物理阻挠的方式防鸟筑巢，能够很好应对鸟类的适应性，长期使用驱鸟效果良好，但大风天气期间其刺状结构易搭挂异物，可能引起线路接地或短路故障，影响线路安全运行，同时也不方便运行人员登杆作业。

图2 防鸟刺

c）超声波驱鸟器。超声波驱鸟器利用频率超过20 kHz的超声波脉冲刺激鸟类使其感到不适，以达到驱鸟的目的[4]。这种驱鸟器可以通过专用安装工具卡扣于配电架空导线上，因造价较高，多用于机场以解决飞机低空起飞时的鸟害问题。但鸟类对声波具有适应性，长期驱鸟效果不明显。

d）仿生驱鸟器。仿生驱鸟器根据鸟类的天敌制作相应的模型，通过对鸟类的视觉惊吓达到驱逐的目的[5]。例如，有些驱鸟器做成蛇或老鹰的形状，这种驱鸟器造价低廉，同时又保护了生态环境，但实际应用中极易造成鸟类的适应性，长时间运用，效果不佳。

3 声光联合型风车式驱鸟器原理及构造

本文综合考虑经济成本及现有驱鸟器存在的问题，遵从无电源、低成本的原则，在对驱鸟效果影响因素进行理论分析的基础上，提出了采用声音、反光、颜色、旋转等综合手段驱鸟的新型驱鸟器，即声光联合型风车式驱鸟器。该装置结合鸟类特性，综合利用鸟类惧怕噪声、反光、鲜艳颜色及旋转的原理来驱赶鸟类，具有良好的驱鸟效果。其主要由风力发声装置、凸面镜反光装置、1/4圆形风杯等组成，整体外观如图3所示。主要结构具有以下特点。

图3 新型驱鸟器

a）风力发声装置。声光联合型风车式驱鸟器在传统风车式驱鸟器的基础上，增加了风力发声装置，即在风杯旋转时可发出刺耳的铃铛声。铃铛置于驱鸟器的中轴线上，一端与3个风杯连接，另一端固定在底座上。风杯旋转时，带动铃铛内部的拨片拨动铃铛皮，发出刺耳的响声。试验证明，该铃铛发出的声音使鸟类特别惧怕，具有良好的驱鸟效果。

b）凸面镜反光装置。鸟类对镜面的反光比较敏感。为了增加反光面积，提升驱鸟效果，在驱鸟器3个风扇臂及顶部分别设置了朝上的凸面镜。当鸟类在该驱鸟器附近降落时，凸面镜的反光会使鸟类惧怕，不敢降落，达到驱鸟的效果。

c）颜色。试验证明，与传统驱鸟器的橘黄色相比，喜鹊等鸟类更害怕红色。因此，声光联合型风车式驱鸟器的主体采用鲜艳的红色，增强驱鸟效果。

d）兜风驱动结构。为了提升装置的整体转动速度，设计了新型风杯。由摩擦力公式f=μ×Fn可知，降低风杯质量能减小摩擦力，在相同风速、相同受风面积的情况下风杯转速更快，在软风（≥1级风）情况下风杯便开始转动。

e）制作材料。主体采用玻璃纤维增强的尼龙材料，该材料绝缘强度高，耐湿热及酸碱老化性强，相比传统ABS塑料使用寿命更长，可在室外使用10 a以上。

4 应用情况

为了验证声光联合型风车式驱鸟器的驱鸟效果，选取鸟害比较严重的线路进行了试点应用。

4.1 试点安装情况

选取通州张家湾地区喜鹊反复筑巢的6处位置进行试点，包含3基开关杆、1基转角杆、1基刀闸杆、1基断联杆。6只新型驱鸟器于2020年4月23日、27日分2批进行试点安装，其中10 kV试点一路72/3号杆与10 kV试点一路72/3/1号杆间隔约50 m。

4.2 巡检记录

安装新型驱鸟器后，供电所运行人员每1～3 d进行现场巡视检查，每日每杆观察约15～20 min驱鸟器的驱鸟效果，巡检情况如下。

a）10 kV试点一路29号柱上开关杆。2020年4月27日安装新型驱鸟器。5月1日观测，喜鹊舍弃原筑巢点位。5月1—3日观测期间，喜鹊筑巢进度缓慢，会在驱鸟器不旋转时于电杆上停留筑巢，有风驱鸟器旋转时飞走。5月7日再观察时，没有鸟在这个地方继续搭窝。5月12—19日巡视发现无鸟筑巢现象，说明鸟已经彻底放弃这个位置。

b）10 kV试点一路10/7号刀闸杆。2020年4月23日安装新型驱鸟器。4月23日捅去鸟窝之后再没有发现搭鸟窝现象，鸟已经放弃这个位置。

c）10 kV试点一路72/3/1号转角杆。2020年4月23日安装新型驱鸟器。5月1—3日观察期间，驱鸟器快速旋转，鸟不敢在这里下降，几天时间横担上只搭建4~5根树枝。5月6日巡检时几根树枝已经不见，树枝已经被风吹掉，没有鸟在上面停留。5月7—19日巡视这个地点没有发现鸟再搭鸟窝的情况，鸟已经放弃这个位置。

d）10 kV试点一路72/3号柱上开关杆。2020年4月27日安装新型驱鸟器。5月1—3日观察鸟在横担另一侧即开关上方筑巢，在驱鸟器旋转时鸟会飞走，不旋转时鸟叼树枝进行筑巢并停留。此试点效果不明显。

e）10 kV试点二路63号柱上开关杆。2020年4月23日安装新型驱鸟器。5月1—3日观测横担另一侧开关上有树枝，鸟筑巢进度缓慢。5月19日巡视未发现有鸟搭鸟窝现象，根据现场实际情况判断鸟已放弃此筑巢位置。

f）10 kV试点二路60/21号断联杆。2020年4月23日安装新型驱鸟器。在4月23日之后没有发现有鸟类搭窝现象。

4.3 试点情况分析

依据巡查情况，可得出以下结论：

a）对比之前供电所巡视记录，6只新型驱鸟器中5只起到明显的驱鸟效果，1处试点位置暂无明显效果。

b）新型驱鸟器有防止或延缓喜鹊筑巢的效果，尤其在有风旋转发声时驱鸟效果更为明显。

c）新型驱鸟器在刀闸杆、转角杆、断联杆处效果较明显，效果优于开关杆。

d）柱上开关上方为喜鹊筑巢多发位置，初步分析与开关上方空间大、去除鸟窝难度大有关。

4.4 推广应用成效

试点完成后，通州公司继续在马驹桥、于家务等7个地区开展推广应用共计加装新型驱鸟器152只，并进行观测记录，具体情况如表1所示。

表1 通州地区新型驱鸟器推广应用情况

推广应用期间共计加装新型驱鸟器152只，彻底解决鸟害问题142处，总体有效率达到93.42%，其中马驹桥、于家务、宋庄地区有效率达到了100%漷，县、西集地区有效率较低，分别为87.10%及89.29%。分析未解决鸟害问题的位置主要为柱上开关上方4处；现场无风，驱鸟器不转，未达到驱鸟效果的情况6处。

2021年2月针对3条鸟害故障较高的线路全线加装新型驱鸟器80只，并对比线路近3 a鸟害引发的故障次数，可以得出10 kV试点三路、10 kV试点五路使用新型驱鸟器后未发生鸟害故障，故障次数较2020年下降100%，10 kV试点四路2021年仅发生1次鸟害故障，较2020年下降66.7%，试点应用的3条线路整体鸟害故障较2020年下降87.5%，故障下降效果明显。

下一步，一是重点针对柱上开关位置加强新型驱鸟器的应用与观测，后续在开关正上方加装多组新型驱鸟器，采用鸟刺与驱鸟器结合等方式进行应用测试；二是针对现场无风的地区，考虑增加太阳能自驱动模块等装置，达到无风时驱鸟器也能旋转的效果。